Cho 10 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, S, FeS2 và CuS trong đó O chiếm 16% khối lượng. Hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 0,335 mol H2SO4 đặc (đun nóng) thu được dung dịch Y và khí SO2. Nhúng thanh Mg vào Y sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn lấy thanh Mg ra cân lại thấy tăng 2,8 gam so với ban đầu (giả sử toàn bộ kim loại sinh ra bám vào thanh Mg). Đốt cháy hoàn toàn 10g X bằng lượng vừa đủ V lít (đktc),hỗn hợp khí A gồm O2 và O3 tỷ lệ mol 1:1. Tính V

Đáp án: $1,4784L$

Giải thích các bước giải:

$n_O=\dfrac{10.16\%}{16}=0,1$ mol 

Quy đổi hỗn hợp: $\begin{cases} Fe: x \\ Cu: y \\ S:z \\ O: 0,1\end{cases}$ 

$\Rightarrow 56x+64y+32z+0,1.16=10$ 

Bảo toàn e: $3n_{Fe}+2n_{Cu}+4n_S=2n_O+2n_{SO_2\text{sinh ra từ $\mathop{S}\limits^{+6}$}}$ 

$\Rightarrow n_{SO_2\text{tổng}}= n_{SO_2\text{sinh ra từ $\mathop{S}\limits^{+6}$}}+n_S=\dfrac{3x+2y+4z-0,2}{2}+z= 1,5x+y+3z-0,1$ mol 

$n_{Fe_2(SO_4)_3}=\dfrac{n_{Fe}}{2}=0,5x$ mol 

$n_{CuSO_4}=n_{Cu}=y$ mol 

Bảo toàn $S$:

$z+0,335=0,5x.3+y+1,5x+y+3z-0,1$ 

$\Rightarrow 3x+2y+2z=0,435$ 

Bảo toàn e:

$2n_{Mg\text{pứ}}=3n_{Fe^{3+}}+2n_{Cu^{2+}}$ 

$\Rightarrow n_{Mg\text{pứ}}=1,5x+y$ mol 

$\Rightarrow 56x+64y-24(1,5x+y)=2,8$ 

Giải hệ ta có $\begin{cases} x=0,1\\ y=0,02\\ z=0,0475\end{cases}$ 

Bảo toàn e:

$3n_{Fe}+2n_{Cu}+4n_S=2n_O+4n_{O_2}+6n_{O_3}$ 

Đặt $n_{O_2}=n_{O_3}=a$ mol, ta có:

$0,1.3+0,02.2+0,0475.4=2.0,1+4a+6a$ 

$\Rightarrow a=0,033$ 

Vậy $V=2a.22,4=1,4784L$